JPH067868B2 - イオントフォレーゼに際しての電極再生のためのデバイスおよび方法 - Google Patents

イオントフォレーゼに際しての電極再生のためのデバイスおよび方法

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JPH067868B2
JPH067868B2 JP4014977A JP1497792A JPH067868B2 JP H067868 B2 JPH067868 B2 JP H067868B2 JP 4014977 A JP4014977 A JP 4014977A JP 1497792 A JP1497792 A JP 1497792A JP H067868 B2 JPH067868 B2 JP H067868B2
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electrolyte
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明はイオントフォレーゼの分野のものである。特に
本発明はイオントフォレーゼのための新規なデバイスお
よび方法に関するものである。より詳細には、本発明は
イオントフォレーゼに用いる電極の再生（ｒｅｎｅｗｉ
ｎｇ）に関するものである。
【０００２】背景 イオントフォレーゼは一般に、イオン化種を含む溶液に
電流を導通した際のイオンの泳動と定義される。イオン
化種は通常はイオン形の薬物である。薬物の泳動は一般
にイオントフォレーゼシステムのレザバー（ｒｅｓｅｒ
ｖｏｉｒ）から患者の皮膚へ向かうものであり、通常は
わずかな電流により開始される。従って最も一般的なイ
オントフォレーゼの形態は、電気の導通による患者への
薬物のデリバリーである。
【０００３】イオントフォレーゼは非侵入型ドラッグデ
リバリー手段を提供する。注射針によるドラッグデリバ
リーと比較して、イオントフォレーゼは外傷、痛み、感
染および損傷を最小限に抑えることができる。
【０００４】イオントフォレーゼユニットの基本的形態
には、電池、薬物レザバー、無関係電解質レザバー、お
よび通常は２個の電極（時には、レザバーと接触した配
電部品とも呼ばれる）が含まれる。イオントフォレーゼ
ユニットは一般に固定手段により患者の皮膚に固定さ
れ、これにはストラップまたは接着手段、たとえば接着
ゲルが含まれる。電極は各種の様式で記述されるが、一
般には活性電極および無関係電極（参照電極）を含む。
時には、電極（たとえばレザバーと電極を合わせたも
の）を記述するためにレザバーシステムという語が用い
られる。活性電極はデリバーされる薬物と同じ電荷をも
ち、無関係電極（リターン電極とも呼ばれる）はデリバ
ーされる薬物と反対の電荷をもつ。たとえば患者にデリ
バーされる薬物が正の電荷をもつ場合、正の電極が活性
電極であり、負の電極は回路を完成するために用いられ
る。デリバーされる薬物が負の電荷をもつ場合、負の電
極が活性電極であり、正の電極は無関係電極である。一
般にこれはカソード（負端子）およびアノード（正端
子）電極システムと呼ぶことができる。薬物を患者の皮
膚内へデリバーし、これを貫通させるのは、一方の電極
から他方の電極へのイオンの移動である。
【０００５】最近、イオントフォレーゼの方法およびデ
バイスに各種の改良がなされた。特にイオントフォレー
ゼ用電極の使用および組成において多数の進歩が得られ
た。たとえばラテンの米国特許第４，４０６，６５８号
明細書には、電極の極性が可逆的であるデバイスが記載
されている。この明細書には、電極の極性を切り換える
ための手段を設けることによって１回の付与で両電極に
おいてイオントフォレーゼ処置を行うことができるイオ
ントフォレーゼデバイスが記載されている。エリスの米
国特許第４．０１９，５１０号明細書には、分極の有害
な作用なしにローインテンシティー直流（ＬＩＤＣ）を
付与する方法が記載されている。他の特許であるヤコブ
センの米国特許第４，８８６，４８９号明細書には、古
い供給物を除去しながら新鮮な補充薬剤を供給するフロ
ースルー電極が記載されている。
【０００６】さらにフィップスの米国特許第４，７４
７，８１９号明細書およびフィップスの米国特許第４，
７４４，７８７号明細書には、改良されたイオントフォ
レーゼデリバリー法および改良されたイオントフォレー
ゼデリバリーデバイスがそれぞれ記載されている。しか
し両明細書とも、いかにしてｐＨの変化およびその結果
起こる患者に対する火傷を避けるかを教示すること、な
らびに一方ではドラッグデリバリー効率をも向上させる
ことを目的とする。ペテレンツの米国特許第４，７５
２，２８５号明細書にも、競合イオンの生成を避けてド
ラッグデリバリー効率を向上させ、かつ患者に対する火
傷を生じるｐＨの変化を防止することを目的とするイオ
ントフォレーゼのための方法およびデバイスが記載され
ている。
【０００７】しかし単なる交換以外には、イオントフォ
レーゼに際して電極を再生するためのデバイスおよび方
法は記載または教示されていない。
【０００８】発明の要約 本発明は、各電極における可逆的電気化学を可能にする
活性電極および無関係電極の使用を教示することにより
イオントフォレーゼシステムの電極を再生するための方
法およびデバイスを提供する。本発明は、当初の電極の
再生法を教示することにより、電極交換の必要なしにイ
オントフォレーゼシステムの連続使用を提供する。さら
に、既知のイオントフォレーゼシステムの使用により得
られる火傷の減少、ドラッグデリバリー効率など既知の
利点も、本発明に関連して得られる。
【０００９】本発明は電極再生能を備えた操作式（ｏｐ
ｅｒａｂｌｅ）イオントフォレーゼドラッグデリバリー
デバイスを提供する。このデバイスは、第１電極、第２
電極、第１電極と第２電極を電気的に分離するための絶
縁手段、第１および第２電極間の電気的接続を提供する
ための回路手段を収容するハウジング手段を含む。回路
手段は、第１および第２電極間に電流を供給するための
電源（直流およびパルス電流を含む）とかみ合うべく適
合している。電流の方向を変化させるためのスイッチ手
段、および上記電極間を通過する電流量に影響を与える
制御手段が設けられる。電解質組成物を保有しうる着脱
式電解質レザバーが設けられる。この着脱式電解質レザ
バーは、この電解質レザバーに保有された電解質に一方
の電極が接触しうる状態でハウジングと着脱式にかみ合
わせることができる。イオントフォレーゼデリバリー用
有効薬剤を保有しうる着脱式有効薬剤レザバーも設けら
れる。この有効薬剤レザバーは、一方の電極にこの有効
薬剤が接触しうる状態でハウジングと着脱式にかみ合わ
せることができる。
【００１０】本発明は、電極再生能を備えた操作式イオ
ントフォレーゼドラッグデリバリーデバイスであって、
第１電極接点手段、第２電極接点手段、第１電極接点手
段と第２電極接点手段を電気的に分離するための絶縁手
段、第１および第２電極接点手段間の電気的接続を提供
するための回路手段を収容するハウジング手段を含む。
この回路手段は、第１および第２電極接点手段間に電流
を供給するための電源とかみ合うべく適合している。第
１および第２電極接点手段間を通過する電流量に影響を
与える制御手段が設けられる。第１レザバーに第１電極
が収容される。第１レザバーは有効薬剤または電解質を
第１電極と接触した状態で保有すべく適合している。第
１レザバーは、第１電極が上記接点手段の一方と接触し
うる状態でハウジングと着脱式にかみ合わせることがで
きる。着脱式第２レザバーに第２電極が収容される。第
２レザバーは、有効薬剤または電解質を第２電極と接触
した状態で保有すべく適合している。第２電極レザバー
は、第２電極が上記接点手段の他方と接触しうる状態で
ハウジングと着脱式にかみ合わせることができる。
【００１１】発明の詳細な説明 本発明は、少なくとも２個の電極および有効薬剤を収容
するための手段を含むイオントフォレーゼシステムから
有効薬剤をデリバーする際に電極を再生するための下記
よりなる方法を提供する： ａ）電解質に接続した第２電極と共に回路を完成する第
１電極に接続した有効薬剤をデリバーし、そして ｂ）電解質を第２電極に接続した有効薬剤で置換し、か
つ有効薬剤を第１電極に接続した電解質で置換すること
により有効薬剤を第２電極からデリバーする。
【００１２】本発明は、電極再生能を備えた下記よりな
る操作式イオントフォレーゼデリバリーデバイスをも提
供する：下記を収容するハウジング手段：第１電極、第
２電極、第１電極と第２電極を電気的に分離するための
絶縁手段、第１および第２電極間の電気的接続を提供す
るための回路手段であって該回路手段が第１および第２
電極間に電流を供給するための電源とかみ合うべく適合
したもの、電流の方向を変化させるためのスイッチ手
段、ならびに上記電極間を通過する電流量に影響を与え
る制御手段；電解質を保有しうる着脱式電解質レザバー
であって、このレザバーに保有された電解質に一方の電
極が接触しうる状態で該電解質レザバーをハウジングと
着脱式にかみ合わせることができるもの；ならびにイオ
ントフォレーゼデリバリー用有効薬剤を保有しうる着脱
式有効薬剤レザバーであって、一方の電極にこの処置用
液体が接触しうる状態で該有効薬剤レザバーをハウジン
グと着脱式にかみ合わせることができるもの。
【００１３】本発明は電極交換の必要なしにイオントフ
ォレーゼシステムを反復使用しうる利点を備えている。
電極交換の排除により、簡便さ、時間の節約および経費
の節約が付加される。
【００１４】本明細書で用いる以下の語を定義する。″
電極″は、電解質の存在下で電流を流しうる潜在的な電
気化学的活性をもつ物質を意味する。″アノード″は、
負に帯電したイオンがそれに向かって移動する正の電極
を意味する。″カソード″は、正に帯電したイオンがそ
れに向かって泳動する負の電極を意味する。″イオン″
は、１個または２個以上の電子を喪失または獲得して電
荷を取得した原子または基を意味する。″還元″は、原
子もしくはイオンによる１個もしくは２個以上の電子の
受容、化合物からの酸素の除去、または化合物への水素
の付加を意味する。″酸化″は、原子による１個または
２個以上の電子を喪失を意味する。″電解質″は、イオ
ン伝導性を付与する物質を意味する。電解質は固体また
は液体のいずれであってもよい。″有効薬剤″は、イオ
ントフォレーゼによりデリバーすべく選ばれたものを意
味する。たとえば有効薬剤はデリバリーのために選ばれ
たもの、または選ばれたもののイオン形、たとえばデリ
バーすべく選ばれたもののハライド塩（たとえばリドカ
インおよびデリバリーのためのイオン形リドカイン、た
とえば塩酸リドカイン）を意味する。″リザバー″は、
電解質または有効薬剤との電気的接触のための保持手段
を意味する。″患者″は、ヒト、家庭内動物、たとえば
イヌおよびネコ、家畜、たとえばウシ、ウマ、ヒツジ、
ブタ、ヤギおよびウサギ、実験動物、たとえばマウスお
よびラット、ならびに動物園の動物、たとえば外来種を
意味する。
【００１５】本方法はいずれか特定のイオントフォレー
ゼシステムを用いた実施に限定されるものではない。有
効成分を補充することができ、かつ電極の極性を逆転さ
せることができるシステムはいずれも本発明方法に使用
しうる。一般にイオントフォレーゼデバイスは少なくと
も２個の電極、電気エネルギー源（たとえば電池）、お
よびデリバーされる薬剤を収容する少なくとも１個のリ
ザバーからなる。数種のイオントフォレーゼデバイス、
たとえばタイル（Ｐ．Ｔｙｌｅ），Ｐｈａｒｍａｃｅｕ
ｔｉｃａｌ Ｂｉｏｓｅａｒｃｈ ３：３１８（１９８
６）および米国特許第４，８６５，５８２号明細書に記
載のものが知られている。
【００１６】本発明方法を、活性電極（アノード）とし
て実質的な銀（Ａｇ）電極、無関係電極として実質的な
塩化銀（ＡｇＣｌ）電極を用いるイオントフォレーゼシ
ステムにより例示する。有効薬剤、たとえば麻酔薬リド
カインをその塩酸塩形で、活性銀電極に接続して装入す
る。電解質、たとえば食塩を無関係塩化銀電極に接続し
て装入する。
【００１７】有効薬剤のデリバリーは、電源とかみ合わ
せて、帯電した有効成分を活性電極に接続したリザバー
から皮膚内へ駆動することにより行われる。イオントフ
ォレーゼに際して活性電極において起こる電気化学的反
応には、銀原子の酸化が含まれ、これが銀電極における
有効薬剤からの（たとえば塩酸リドカインからの）クロ
リドイオンと反応して塩化銀を形成する。最終的に銀電
極は実質的に塩化銀電極となる。他方、無関係電極にお
いて起こる電気化学には塩化銀の還元が含まれ、これが
クロリドイオンを溶液中へ放出して、最終的には実質的
に銀電極となる。システムが実質的に枯渇するまで操作
されたのち、２個の電極は実質的に他方と同様になる。
【００１８】枯渇速度（すなわち電極の消費速度）はフ
ァラデーの法則を適用することにより決定される。ファ
ラデーの法則は下記のとおりである： 質量＝（ＭＷ） （Ｉ） （Ｔ） （Ｚ） （Ｆ） 式中、ＭＷは電極組成物の分子量である Ｉは電極に付与された電流である Ｔは時間（秒で測定）である Ｚは電極組成物の原子価である Ｆは９６，５００クーロン／モルである 質量はグラムで測定される ファラデーの法則を用いられる個々のイオントフォレー
ゼシステムに適用することにより、ルーティン計算によ
って個々のシステムを操作するためのパラメーター設定
のための指針が得られる。
【００１９】活性電極は枯渇した時点では実質的に塩化
銀電極であり、無関係電極は実質的に銀電極である。こ
の結果を有利に利用するために、各電極のもとにあるリ
ザバーを入れ替える。すなわちこの時点で交替した電極
のもとで（しかし実際にはリザバーは依然として当初と
同じ電極のもとにある）、新たな有効薬剤リザバーを電
解質リザバーと交換し、新たな電解質リザバーを有効薬
剤リザバーと交換する。しかし極性は依然として、活性
電極がこの時点では塩化銀電極であり、無関係電極がこ
の時点では銀電極である状態に設定されている。これを
修正して当初の活性電極および無関係電極を備えたシス
テムを得るために、電極の極性を交替させる。極性の逆
転はスイッチング手段によって、または電極をリザバー
と着脱式にすることにより極性を同一に維持した状態で
電極を入れ替えることによって行うことができる。電極
の極性の交換は、リザバーを入れ替える前または後に行
うことができる。すなわち当初の銀電極（この時点では
塩化銀電極）がこの時点では無関係電極となり、当初の
塩化銀電極がこの時点では活性電極となる。従ってこの
システムはこの時点で、それが最初に組み立てられたと
同様に操作しうる状態となる。活性電極は依然として銀
電極であり、無関係電極は依然として銀／塩化銀電極で
ある。すなわちこのシステムはこの時点で、有効薬剤を
活性電極に接続したリザバーから駆出しうる状態とな
る。さらに電極は２回目の使用のために、今回は１回目
に用いたと反対の電極として再生されている。原理的に
このプロセスは無限に継続される。
【００２０】本発明方法は、極性を逆転させるだけで、
極性の逆転を行わない場合（すなわち１個のリザバーの
みからのデリバリー）より少量の有効薬剤が実際にデリ
バーされるという事実からみて特に有利である。
【００２１】一方の電極を、次いで他方の電極をまず活
性電極として、次いで無関係電極として用いうることは
重要である。第１の利点は、電極交換の必要なしにイオ
ントフォレーゼシステムが連続使用されることである。
電極交換の省略によって時間が節約されるだけでなく、
電極交換の省略によって経費も節約される。たとえば貴
金属で作成された電極は通常は高価であり、このような
電極を用いたイオントフォレーゼデバイスの製造業者、
最終的には利用者にかなりの経費を付加する。従って本
発明方法は同一電極の反復使用を提供するだけでなく、
イオントフォレーゼのための時間節約法および経費節約
法をも提供する。本発明は、各電極において可逆的電気
化学を利用した活性電極および無関係電極の使用を教示
することにより、イオントフォレーゼシステムの電極表
面を再生する方法を提供する。
【００２２】本発明を銀および塩化銀電極について記述
したが、利用しうる可逆的化学の可能な他の適切な電極
がある。既知の電気化学反応は下記の文献などに記載さ
れている：ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，第６８版，ＣＲ
Ｃプレス社（１９８７−１９８８），フロリダ州ボカ・
レイトン，Ｄ−１５１からＤ−１５８。たとえば銀／塩
化銀電極表面のハライドは塩素以外のハロゲン、たとえ
ばヨウ素、臭素およびフッ素であってもよい。好ましく
はハロゲンは塩素または臭素である。同様に他の電極は
金、銅、モリブデン、鉛、および周期表のＩ、ＩＩおよ
びＩＩＩ族のある種の金属であって、周期表のＶ、ＶＩ
およびＶＩＩ族の化合物と反応し、その際水溶液中での
反応の電位が約１．０ボルト以下であり、反応により形
成される塩が本質的に不溶性であるものからなっていて
もよい。たとえば下記の電極および電気化学を本発明に
使用しうる： 活性電極 無
関係電極 Ａg＋Ｃl- →ＡgＣl＋ｅ- ＡgＣl＋ｅ-
→Ａg＋Ｃl- Ａg＋Ｂr- →ＡgＢr＋ｅ- ＡgＢr＋ｅ-
→Ａg＋Ｂr- Ａg＋Ｉ- →ＡgＩ＋ｅ- ＡgＩ＋ｅ-
→Ａg＋Ｉ- Ａg＋Ｆ- →ＡgＦ＋ｅ- ＡgＦ＋ｅ-
→Ａg＋Ｆ- Ｐb＋２Ｃl- →ＰbＣl2＋２ｅ- ＰbＣl2＋２ｅ
- →Ｐb＋２Ｃl- ２Ｐb＋ＳＯ4 2-→Ｐb2ＳＯ4＋２ｅ- Ｐb2ＳＯ4＋２
ｅ- →２Ｐb＋ＳＯ4 2- 電極はワイヤ、メッシュまたはプリントされたインキの
形であってもよい。電極の実際の形状は本発明にとって
決定的ではない。活性電極はそれらが有効薬剤の相補的
イオンと反応しうるように選ぶことが好ましい。また、
活性電極は水溶液中で約１ボルト（水の電解）以下の電
位で反応し、有効薬剤の相補的イオンと不溶性塩を形成
することが好ましい。この種の電極はイオントフォレー
ゼデバイスの操作中に酸化または還元され、溶液中に存
在するイオンと反応して比較的不溶性の塩類または化合
物を形成する種を生成する。有効薬剤はデリバリー以前
は一般に塩類、塩基または酸の形である。好ましくは電
極（すなわち反応性または消耗性の電極）のイオンと有
効薬剤に相補的なイオン（すなわち有効薬剤と塩類を形
成するイオン）とが比較的不溶性の沈殿を形成する。こ
の種のイオンにはナトリウム、カリウム、クロリドおよ
びスルフェートのイオンが含まれる。不溶性沈殿の形成
によって、デリバーされる有効薬剤とのイオン競合が最
小限に抑えられる。また本発明において反応性電極（す
なわち不活性でない）を用いることにより水の電解が排
除される。イオントフォレーゼシステムにおいて水が電
解されるとアノード付近で酸化反応が生じてヒドロニウ
ムイオン（Ｈ+）を生成し、カソード付近で還元反応が
生じてヒドロキシイオン（ＯＨ-）を生成する。Ｈ+およ
びＯＨ-イオンの生成は一般に患者の火傷に関与すると
考えられる。従って適切なイオントフォレーゼ設定の選
択に際して、電極、有効薬剤、および有効薬剤の形を適
切に選択することが考慮される。
【００２３】図１−４について述べると、電極再生能を
備えたイオントフォレーゼデリバリーデバイス２０に
は、絶縁材２５により電気的に分離された第１電極２２
および第２電極２３を収容したハウジングが含まれる。
【００２４】本発明の記述に関して、″近位″または″
下側″という語はデバイスの患者の皮膚に近い側を意味
し、一方″遠位″または″上側″という語はデバイスま
たは素子の患者の皮膚から遠い側を意味する。
【００２５】ハウジングは、第１および第２電極間の電
気的接続を提供するための回路手段を含む。代表的回路
２６を図４に示す。好ましい形態においては、回路２６
は電極間に電流を供給するための電源、たとえば電池２
７と着脱式にかみ合うべく適合している。電流の方向を
変化させるためにスイッチ手段″Ｓ″が設けられる。電
極間を通過する電流量を調節する制御手段が設けられ
る。制御手段はオン／オフスイッチ、簡単な制御デバイ
ス、たとえば加減抵抗器、または当技術分野で周知の、
より複雑な対話式制御デバイスからなる。制御手段用に
アクチベーターコントロール２８が設けられる。制御手
段は電極への電流を一定に維持することを含めて電流を
制御し、ならびに／または電極間の電圧を一定に維持す
ることおよび電極への電力を一定に維持することを含め
て電圧および電力を制御しうる。先行技術の多数の制御
デバイスおよび回路のうち若干が、エリスの米国特許第
４，２９２，９６８号、タッパーの米国特許第４，８２
２，３３４号、バーノンらの米国特許第３，９９１，７
５５号、およびマックニコルスらの米国特許第４，７２
５，２６３号明細書に教示されている。
【００２６】着脱式電解質レザバー２９は電解質、たと
えば電解質３１を保有しうる。この電解質レザバーは、
電解質が第１電極２２または第２電極２３に接触した状
態で、ハウジングと着脱式にかみ合わせることができ
る。この形態においては、ハウジングは第１電極２２に
隣接して円形窪み３２、第２電極２３に隣接して円形窪
み３３を含む。電解質レザバー２９は円形かみ合わせ面
３５を備えた遠位または上側末端３４を含む。円形かみ
合わせ面３５の直径は円形窪み３２および３３の直径よ
りわずかに大きく、従って電解質レザバーはそれを円形
窪みの１つに緩和に押し込むことによりハウジングに摩
擦によって着脱式にかみ合わせることができる。たとえ
ば図３に示すように電解質レザバーは、電解質３１が第
２電極２３に接触した状態で円形窪み３３とかみ合わせ
ることができる。電解質レザバー２９は、電解質が第１
電極２２に接触した状態で円形窪み３２とかみ合わせる
こともできる。
【００２７】有効薬剤、たとえば有効薬剤４０を保有し
うる着脱式有効薬剤レザバー３７は、円形かみ合わせ面
３９を備えた遠位または上側末端３８を含む。着脱式有
効薬剤レザバー３７の円形かみ合わせ面３９は、有効薬
剤４０が第１電極２２または第２電極２３に接触しうる
状態で、ハウジングの円形窪み３２または円形窪み３３
と摩擦によってかみ合わせることができる。図３におい
て着脱式有効薬剤レザバー３７は、有効薬剤が第１電極
２２に接触する状態で円形窪み３２に整合して、これと
かみ合わせるためのものとして示される。
【００２８】この形態には、電解質レザバーと有効薬剤
レザバーを間隔を置いた関係でハウジング２１との整合
およびかみ合わせのために保持しうる整合部材４３も含
まれる。これらのリザバーが対称的であるので、リザバ
ーおよび整合アセンブリーは有効薬剤レザバーを第１電
極２２に接続して、または第２電極２３に接続してかみ
合わせることができる。
【００２９】整合部材４３はその近位側に接着剤４４の
塗膜をも含む。使用前に接着剤を保護するために、かつ
使用前に有効薬剤および電解質をリザバー内に保有する
のを補助するために、剥離シート４５が付与される。使
用時にリザバーは、一方の電極が有効薬剤と接触し、他
方の電極が電解質と接触するようにハウジングとかみ合
わせられる。たとえば第１電極２２が有効薬剤と接触
し、第２電極２３が電解質と接触する。次いで剥離シー
ト４５を接着剤付き整合部材から剥離し、そしてイオン
トフォレーゼデバイス２０を患者の皮膚に押し付ける。
スイッチ″Ｓ″は第１電極２２の電荷が患者にデリバー
される有効薬剤の電荷と等しくなるように配置される。
たとえばスイッチ″Ｓ″は、デリバーされる有効薬剤が
塩酸リドカインのように正の電荷をもつ場合、第１電極
２２へ電流を向け、電極２２に正の電荷が付与されるよ
うに用いられるべきである。次いでデリバリープロセス
を開始すべくアクチベーターコントロール２８を設定す
る。ここに教示されるように、銀電極を用いて塩酸リド
カイン中のクロリドと結合させることができ、これによ
りリドカインのデリバリー過程で電極は実質的に銀から
実質的に塩化銀に変化する。同様に第２電極２３は実質
的に塩化銀から作成され、これにより前記のようにデリ
バリー過程で第２電極は徐々に実質的に銀電極となるよ
うに変化する。
【００３０】有効薬剤がデリバーされ、電極の変化を生
じたのち、イオントフォレーゼデリバリーデバイス２０
を患者の皮膚から取りはずし、両リザバーを含む整合部
材をハウジングから取りはずして廃棄する。新鮮な有効
薬剤、たとえば塩酸リドカインおよび新鮮な電解質、た
とえば食塩を含む新たな整合部材をこの時点でハウジン
グに取り付けることができる。ただし今回は、電解質リ
ザバー２９は円形窪み３２とかみ合わせられ、従って電
解質は実質的に塩化銀に変化している第１電極と接触
し、有効薬剤リザバー３７は円形窪み３３とかみ合わせ
られ、従って有効薬剤は第２電極２３と接触する。新た
な整合部材のバッキングシートをこの時点で剥離し、こ
れによりイオントフォレーゼデリバリーデバイスを患者
の皮膚に取り付けることができる。今回は、スイッチ″
Ｓ″は逆に第２電極２３へ電流を向けるべく配置され、
従って第２電極２３は正の電荷を得て患者の皮膚内へ有
効薬剤を駆動させる。次いでデリバリープロセスを開始
すべくアクチベーターコントロール２８を設定する。プ
ロセスの進行に伴って電極２３は実質的に銀から実質的
に塩化銀表面に逆戻りし、電極２２は実質的に塩化銀か
ら実質的に銀に逆戻りする。以上に述べたプロセスを多
数回反転することができ、他の場合には一定量の使用の
のち薬剤をデリバーする能力を失う電極がこれにより定
期的に再生される。本発明によれば電極が定期的に再生
されるので、電極材料の使用量が減少する。この形態は
正に帯電した有効薬剤を患者の皮膚内へデリバーするも
のとして述べた。本発明は、有効薬剤が負に帯電した電
極と接触し、電解質が正に帯電した電極と接触するよう
に有効薬剤を収容したリザバーを配置することにより、
負に帯電した有効薬剤を患者の皮膚内へ駆動させるため
に用いることもできる。
【００３１】図３および４に示した形態には、交換式の
有効薬剤リザバーおよび電解質リザバーと連携して電流
を逆転するためのスイッチ手段が含まれる。スイッチ手
段を備えていないハウジングを含み、その場合別個のリ
ザバーが電極を含み、手動で充填しうる形態も本発明に
包含される。この別形態の場合、リザバーおよび電極を
含むアセンブリーをハウジングから取りはずし、各ドラ
ッグデリバリーサイクルの終了時に各リザバーに電解質
または有効薬剤を交互に充填することができる。電極を
電解質または薬液に接触させることにより定期的に再生
するという点で、同じ結果が得られる。電極を含むリザ
バーは各サイクル間でハウジングの異なる側に配置さ
れ、従って内部スイッチシステムではなくハウジングに
対する電極の配置により、デリバリーサイクル間で電流
が交替する。
【００３２】ハウジングには多種多様な材料が適してお
り、プラスチック材料、たとえばポリスチレン、ポリエ
チレン、ポリプロピレンおよびＡＢＳが好ましい。ハウ
ジングは金属で構成されてもよいが、プラスチックは電
極間の絶縁材として作用するので好ましい。
【００３３】イオントフォレーゼデリバリーデバイスを
構成するためには電気部品、たとえばサーミスタ、電
線、スイッチ、および市販の外注回路チップを含む回路
板を容易に入手することができる。
【００３４】デリバーされる有効薬剤を収容するリザバ
ーまたはこれに類する構成体は、イオントフォレーゼユ
ニットと皮膚を接触させるのに適したいかなる材料の形
状であってもよい。適切な材料には下記のものが含まれ
るが、これらに限定されない：発泡体、たとえばＴ．
Ｗ．レオナルドらの米国特許第４，８２０，５２５号明
細書に記載のもの、イオン交換樹脂、たとえばＥ．Ｊ．
パーシの米国特許第４，７３１，０４９号明細書に記載
のもの、ゲル、たとえばＰ．ケイシュの米国特許第４，
７０６，６８０号およびＳ．アリウラの米国特許第４，
４７４，５７０号明細書に記載のもの、ならびにマトリ
ックス、たとえばＮ．Ｒ．パワーズの米国特許第４，７
０２，７３２号明細書に記載のもの。好ましくは有効薬
剤はハウジングとのかみ合わせに適した材料、たとえば
熱可塑性材料製の硬質リザバーに収容される。熱可塑性
材料の例はポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリス
チレンである。
【００３５】リザバー材料および／または接着手段とし
て用いられるイオントフォレーゼ用ゲルは、カラヤゴ
ム、他の多糖類ゲル、またはイオンを運搬しうる同様な
親水性の水性ゲルである。この種のゲルの個々の例には
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチル
セルロース、ポリアクリルアミド、ポリヘマ（ｐｏｌｙ
ｈｅｍａ）類、ポリヘマ誘導体などが含まれる。
【００３６】有効薬剤を保有するために選ばれるリザバ
ー材料は、ヒトの皮膚または組織の刺激を避ける非刺激
性、有効薬剤配合物を保有して皮膚と有効薬剤配合物の
良好な電気的接触を得るのに適した界面活性、およびデ
リバーされる有効薬剤の目的特性を妨害することなくイ
オンの運搬媒質として作用しうる能力を備えていなけれ
ばならない。
【００３７】本発明に用いるのに適した電解質には、食
塩、およびハライド塩、たとえば塩化カルシウム、塩化
カリウム、グルコン酸カリウム、塩化ナトリウムおよび
乳酸ナトリウムの水溶液が含まれる。好ましくは電解質
は塩化ナトリウムまたは食塩である。電解質を選択する
第１の基準は、それが安全にイオン伝導性をもたらしう
ることである。
【００３８】本発明の方法およびデバイスに用いる主要
な有効成分を記述するために用いられる″有効薬剤″と
いう語は、受容する患者に対して治療、予防その他の有
益な薬理学的および／または生理学的効果をもち、かつ
目的の結果を生じるのに十分な量で受容者に皮膚または
他の膜を通してデリバーしうるのに十分なほど有効であ
る、生物学的に有効な化合物または化合物の混合物を意
味する。
【００３９】本発明方法に用いられる有効薬剤は単独で
プロドラッグとして、または他の物質と組み合わせてデ
リバーすることができる。他の物質には透過促進剤、緩
衝剤、殺菌薬、安定剤、酸化防止剤、ならびにその役割
が治療作用、貯蔵寿命、安全性および使用性を増強する
ことである他の物質が含まれる。
【００４０】一般に有効薬剤はあらゆる主要な療法分野
における療法用薬剤、またはそれらの組み合わせを含
み、下記のものが含まれるが、これらに限定されない：
麻酔薬、鎮痛薬、抗食欲不振薬（ａｎｏｒｅｘｉｃ）、
駆虫薬、抗喘息薬、抗痙攣薬、下痢止め、抗偏頭痛製
剤、酔い止め、制吐薬、抗腫瘍薬、抗パーキンソン病
薬、痒み止め、解熱薬、抗コリン薬、交感神経作用薬、
キサンチン誘導体、心血管製剤、たとえばカルシウム輸
送路遮断薬、β−遮断薬、抗不整脈薬、降圧薬、利尿
薬、全身、冠血管、抹消血管および脳血管を含めた血管
拡張薬、中枢神経系興奮薬、咳および感冒用製剤、デコ
ジェスタント（ｄｅｃｏｇｅｓｔａｎｔ）、診断薬、ホ
ルモン、催眠薬、免疫抑制薬、筋弛緩薬、副交感神経抑
制薬、副交感神経作用薬、精神興奮薬、鎮静薬、トラン
キライザー、抗炎症薬、抗関節炎薬、鎮痙薬、抗うつ
薬、抗精神病薬、トランキライザー、抗不安薬、麻酔性
拮抗薬、抗パーキンソン病薬、コリン作用薬、抗癌薬、
免疫抑制薬、抗ウイルス薬、抗生物質、食欲抑制薬、鎮
吐薬、抗コリン作用薬、抗ヒスタミン薬、抗偏頭痛薬、
冠血管、脳血管または抹消血管拡張薬、ホルモン薬、避
妊薬、抗血栓形成薬、利尿薬、降圧薬、心血管薬など。
個々の薬物の例は下記のものである：ステロイド、たと
えばエストラジオール、プロゲステロン、ノルゲストレ
ル、レボノルゲストレル、ノルエチンドロン、酢酸メド
ロキシプロゲステロン、テストステロンおよびそれらの
エステル、ニトロ化合物、たとえばニトログリセリンお
よび硝酸イソソルビド類、ニコチン、クロルフェニラミ
ン、テルフェナジン、トリプロリジン、ヒドロコルチゾ
ン、オキシカム誘導体、たとえばプロキシカム、ケトプ
ロフェン、ムコポリサッカリダーゼ、たとえばチオムカ
ーゼ、ブプレノルフィン、フェンタニル、ナロキソン、
コデイン、リドカイン、ジヒドロエルゴタミン、ピゾチ
リン、サルブタモール、テルブタリン、プロスタグラン
ジン類、たとえばミゾプロストール、エンプロスチル、
オメプラゾール、イミプラミン、ベンザミド類、たとえ
ばメトクロプラミン、スコポラミン、ペプチド類、たと
えば成長解放因子（ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｌｅａｓｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ）およびソマトスタチン、クロニジン、
ジヒドロピリジン類、たとえばニフェジピン、ベラパミ
ル、エフェドリン、ピンドロール、メトプロロール、ス
ピロノラクトン、塩酸ニカルジピン、カルシトリオー
ル、チアジド類、たとえばヒドロクロロチアジド、フル
ナリジン、シドノンイミン類、たとえばモルシドミン、
硫酸化多糖類、たとえばヘパリン画分および蛋白質、な
らびにペプチド類、たとえばインシュリンおよびその同
族体、カルシトニンおよびその同族体、たとえばエルカ
トニン、プロタミン、グルカゴン、グロブリン類、アン
ギオテンシンＩ、アンギオテンシンＩＩ、アンギオテン
シンＩＩＩ、リプレシン、バソプレシン、ソマトスタチ
ンおよびその同族体、成長ホルモンおよびオキシトシ
ン、ならびに必要に応じそれらの化合物と薬剤学的に受
容しうる酸または塩基との塩類。好ましくは有効薬剤は
麻酔薬、ホルモン、蛋白質、鎮痛薬、または他の低分子
量カチオンである。より好ましくは、有効薬剤はリドカ
イン、インシュリン、カルシトニン、エルカトニンまた
はソマトスタチンである。
【００４１】有効薬剤の主要な要件は、帯電しているこ
と、電荷を運ぶべく修飾しうること、または他の化合物
とコンプレックスを形成し、そのコンプレックスが電荷
を保有しうること（たとえば疎水性相互作用により）で
ある。イオントフォレーゼ用有効薬剤の適切な選択に
は、個々の導電率に基づく選択が含まれる（すなわち、
電流を付与した場合に溶液中で薬物が移動する容易さを
推定する）。
【００４２】イオントフォレーゼデリバリー用に有効薬
剤を修飾することは周知の方法により行われる。この分
野の一般的テキストには下記のものが含まれる：Ｒｅｍ
ｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓ
ｃｉｅｎｃｅｓ、アーサー・オソル（Ａｒｔｈｕｒ Ｏ
ｓｏｌ）編、第１６版、１９８０、マック・パブリシン
グ社、ペンシルベニア州イーストン。アニオン形（負に
帯電したイオン）またはカチオン形（正に帯電したイオ
ン）いずれの有効薬剤をデリバーするかに応じて、一般
に塩基性（ＯＨ-またはアミン）または酸（Ｈ+）形の有
効薬剤が調製される。有効薬剤の一般的な修飾にはハラ
イド塩形への修飾が含まれる。たとえば正に帯電した有
効薬剤をデリバーするためには、クロリドまたは塩酸塩
形の有効薬剤を調製し、デリバリーのためにイオントフ
ォレーゼデバイスのリザバーに装入する。
【００４３】有効量の有効薬剤とは、そのイオントフォ
レーゼ投与により意図する結果を得るのに必要な量を意
味する。有効量は特に、目的とする生理学的効果、投与
回数、有効薬剤および皮内代謝に応じて異なるであろ
う。
【００４４】本発明において用いる処置法には患者の体
格、年齢、体重、性別、医療状態、状態の程度、および
デリバーされる有効薬剤を含めた各種要素が含まれる。
通常の医師はその状態の進行を阻止または抑制するのに
必要な薬剤の有効量を容易に判定、処方および投与する
ことができる。これを実施するに際して医師はまず比較
的低い用量を用い、続いて最大反応が得られるまで用量
を増加することができる。。
【００４５】以下の実施例は本明細書に記載される本発
明の詳細な形態を説明するものである。当業者に自明の
とおり、種々の変更および修正が可能であり、ここに記
載する本発明の範囲に包含されると解される。
【００４６】実施例１ 以下の実施例および図５は、極性を切り換えるだけで、
極性が反転しないシステムより少量の有効成分が実際に
デリバーされることを示す。
【００４７】下記に記載の方法に実質的に従って、ブタ
皮膚弁（ｓｋｉｎ ｆｌａｐ）試験を行った：リビエ
ル、セージおよびモンテイロ−リビエル（Ｊ．Ｅ．Ｒｉ
ｖｉｅｒｅ，Ｂ．Ｈ．Ｓａｇｅ，Ｎ．Ａ．Ｍｏｎｔｅｉ
ｒｏ−Ｒｉｖｉｅｒｅ）（１９８９−９０）″摘出した
潅流ブタ皮膚における経皮リドカインイオントフォレー
ゼ″Ｊ．Ｔｏｘｉｃｏｌ−Ｃｕｔ ａｎｄ Ｏｃｕｌａ
ｒ Ｔｏｘｉｃｏｌ ８（４）ｐ ４９３−５０４；こ
れをここに参考として引用する。
【００４８】そのプロトコールにおいて下記の点を変更
した： 活性電極−−１０％リドカインＨＣｌ＋．０４％トロゾ
リンＨＣｌ 無関係電極−−標準食塩溶液または１０％食塩溶液 電流密度−−２００μＡ／ｃｍ2 電気化学−−Ａｇ／ＡｇＣｌ 皮膚弁２４１−２４４−−定常直流、４時間 皮膚弁５１２，５１３−−１０秒毎に極性反転。
【００４９】以上、本発明を特定の形態につき説明した
が、それらの詳細を限定と解すべきでない。本発明の精
神および範囲から逸脱することのない各種の均等物、変
更および修正を用いることができ、それらの均等物も本
発明に包含されることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイオントフォレーゼドラッグデリバリ
ーデバイスの透視図である。
【図２】ハウジングとリザバーの分離を示す、図１のド
ラッグデリバリーデバイスの透視図である。
【図３】線３−３に沿って得た、同様にハウジングとリ
ザバーの分離を示す、図１のイオントフォレーゼデリバ
リーデバイスの部分断面図である。
【図４】電極間に電流を供給するための回路を示す模式
図である。
【図５】活性電極デリバリーは定常直流の場合の方が極
性反転より有効であることを示すグラフである。
【符号の説明】
２０ イオントフォレーゼデリバリーデバイス ２１ ハウジング ２２ 第１電極 ２３ 第２電極 ２５ 絶縁材 ２６ 回路 ２７ 電池 ２８ アクチベーターコントロール ２９ 着脱式電解質レザバー ３１ 電解質 ３２，３３ 円形窪み ３４，３８ 遠位（上側）末端 ３５，３９ リザバーの円形かみ合わせ面 ３７ 着脱式有効薬剤レザバー ４０ 有効薬剤 ４３ 整合部材 ４４ 接着剤 ４５ 剥離シート Ｓ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・アール・ボック アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 27705，ダーラム，ウェルカム・サークル 1334

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極再生能を備えた下記よりなる操作式
    イオントフォレーゼデリバリーデバイス：下記を収容す
    るハウジング手段：第１電極、第２電極、第１電極と第
    ２電極を電気的に分離するための絶縁手段、第１および
    第２電極間の電気的接続を提供するための回路手段であ
    って該回路手段が第１および第２電極間に電流を供給す
    るための電源とかみ合うべく適合したもの、電流の方向
    を変化させるためのスイッチ手段、ならびに上記電極間
    を通過する電流量に影響を与える制御手段；電解質を保
    有しうる着脱式電解質レザバーであって、このレザバー
    に保有された電解質に一方の電極が接触しうる状態で該
    電解質レザバーをハウジングと着脱式にかみ合わせるこ
    とができるもの；ならびにイオントフォレーゼデリバリ
    ー用有効薬剤を保有しうる着脱式有効薬剤レザバーであ
    って、一方の電極にこの処置用液体が接触しうる状態で
    該有効薬剤レザバーをハウジングと着脱式にかみ合わせ
    ることができるもの。
  2. 【請求項２】 電極が銀、ハロゲン化銀、金、ハロゲン
    化金、銅、ハロゲン化銅、モリブデンおよびハロゲン化
    モリブデンよりなる群から選ばれる、請求項１に記載の
    操作式イオントフォレーゼデリバリーデバイス。
  3. 【請求項３】 一方の電極が銀である、請求項２に記載
    の操作式イオントフォレーゼデリバリーデバイス。
  4. 【請求項４】 処置用薬剤がインシュリン、カルシトニ
    ン、インドカイン、ソマトスタチン、エルカトニンおよ
    びそれらのイオン形よりなる群から選ばれる、請求項１
    に記載の操作式イオントフォレーゼデリバリーデバイ
    ス。
  5. 【請求項５】 電極再生能を備えた下記よりなる操作式
    イオントフォレーゼドラッグデリバリーデバイス：下記
    を収容するハウジング手段：第１電極接点手段、第２電
    極接点手段、第１電極接点手段と第２電極接点手段を電
    気的に分離するための絶縁手段、第１および第２電極接
    点手段間の電気的接続を提供するための回路手段であっ
    て該回路手段が第１および第２電極接点手段間に電流を
    供給するための電源とかみ合うべく適合したもの、なら
    びに第１および第２電極接点手段間を通過する電流量に
    影響を与える制御手段；第１電極を収容する着脱式第１
    レザバーであって、第１レザバーが有効薬剤または電解
    質を第１電極と接触した状態で保有すべく適合し、第１
    電極が上記接点手段の一方と接触しうる状態で第１レザ
    バーをハウジングと着脱式にかみ合わせることができる
    もの；ならびに第２電極を収容する着脱式第２レザバー
    であって、第２レザバーが有効薬剤または電解質を第２
    電極と接触した状態で保有すべく適合し、第２電極が上
    記接点手段の他方と接触しうる状態で第２レザバーをハ
    ウジングと着脱式にかみ合わせることができるもの。
  6. 【請求項６】 さらに、第１および第２レザバーを患者
    の皮膚に隣接して保持するための、それらのレザバーに
    おける接着剤を含む、請求項５に記載の操作式イオント
    フォレーゼデリバリーデバイス。
  7. 【請求項７】 少なくとも２個の電極および有効薬剤を
    収容するための手段を含むイオントフォレーゼシステム
    から有効薬剤をデリバーする際に電極を再生するための
    下記よりなる方法： ａ）電解質に接続した第２電極と共に回路を完成する第
    １電極に接続した有効薬剤をデリバーし、そして ｂ）電解質を第２電極に接続した有効薬剤で置換し、か
    つ有効薬剤を第１電極に接続した電解質で置換すること
    により有効薬剤を第２電極からデリバーする。
  8. 【請求項８】 電極が水の電解に必要なものより低い界
    面電位を伴う可逆的な電気化学を示す金属およびそれら
    の塩類である、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 電極が銀、ハロゲン化銀、金、ハロゲン
    化金、銅、ハロゲン化銅、モリブデンおよびハロゲン化
    モリブデンよりなる群から選ばれる、請求項８に記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 電極が銀およびハロゲン化銀であり、
    電解質が食塩である、請求項７に記載の方法。
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